矿井充填开采技术逐步成熟。充填站的胶结充填法:以碎石、河沙、尾砂、戈壁集料为骨料,与水泥等胶凝材料拌合成膏体或浆体用管道泵送,充填站建设,或重力自流的方法,输送到填充区。充填开采是随着回采工作面 的推进,向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及充填材 料的煤炭开采技术。近年来,部分矿山企业积极探索并实施了煤 矸石等固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填等多种充填 工艺技术,集成创新了较为成熟的充填开采技术和装备,提高了 资源回收率,取得了良好的社会和环境效益,具备了一定的推广 应用条件。
充填法属人工支。在矿房或矿块中,随着回采工作面的推进,向采空区送入充填材料,以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动,并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。风力充填的主要设备是风力充填机,分固定式、半固定式和移动式三种。充填法适应性强,矿石回采率高,充填站,贫化率低,矿砂充填,作业较安全,能利用工业废料,保护地表等。根据所用充填材料和输送方式不同,充填法可分干式充填法、水力充填法、胶结充填法。根据采场结构,回采方向和回采工艺可分为:又可分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法和方框支架充填法。
我国50年代广泛应用掘进废石或露天采场剥离废石为充填料进行干式充填;60~70年代,发展应用山砂、河砂、戈壁集料等作为混凝土胶结充填料的骨料或以河砂、脱泥尾砂等细砂为充填料或充填骨料,以两相流管道输送方式进行水砂非胶结充填或胶结充填;80年代以后,由于高浓度全尾砂胶结充填、碎石全尾砂膏体泵送充填、块石胶结充填和高水速凝全尾砂胶结充填的试验成功,全尾砂、抛尾废石等已成为发展应用前景的充填料骨料。并对变径前后充填系统的运行状况进行了现场测试,分析了充填系统压力梯度分布规律,进一步确定了充填参数,有效地防止了充填管路爆管、堵管事故的发生,保证了充填系统的稳定性。
在自流输送中,充填倍线过大时,产生的沿程阻力大于其势能转化,料浆在输送过程中流态不稳,流速过低,
速过高,压力过大,容易产生爆管;
验室数据库研究以及行学者的论证,料浆自流的充填倍线在1.5—5(6)时为合理工况,如果充填倍线过
大,则需降低充填浆体浓度或采用加压(膏体)输送方式输送。充填倍线确定后,可作为充填方式选取的重要参考
依据,终结合物料组成、料浆浓度、生产需求等确定充填方式。
尾矿充填站使用的主要设备为高浓度搅拌槽和螺旋输送机。其工作原理为螺旋输送机把尾矿矿浆输送到高浓度搅拌槽,利用转动着的叶轮获得能量,受上、下螺旋方向相反的叶轮作用,形成两股相对流动的矿流,互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。
随着我国对尾矿的排放和处理监管越来越严格,许多大中型选厂开始采用尾矿充填站,利用高浓度搅拌槽把矿浆与水泥混合以后,进行重新回填作业,不但节省尾矿存放成本,石膏矿充填站,而且也不会造成环境污染,还可有效的避免土地塌方等问题。